第五章 噪声污染与控制

第五章噪声污染与控制

主要内容5.1噪声及危害一噪声

最早的噪声定义：

出自《说文》和《玉篇》，“扰也，群呼烦扰也”

物理学观点：噪声是指各种频率和声强杂乱无序组合的声音。

心理学观点：凡是人们不需要的声音都称之为噪声。

医学观点：医学上认为超过60分贝的声音是噪声。5.1噪声及危害

环境工程中，噪声通常定义为“不需要的声音”，属于一种环境现象。特性：声音强弱和频率变化无一定规律的声音影响：对人体有伤害或干扰人正常活动的声音

5.1噪声及危害最为大众熟知，即空气、水以及固体废物污染所造成的大量残留物，这些残留物会长期滞留于环境中；以残留的能量形式存在，如声、热、光等。虽然它们在环境中的存在时间并不长，但人的感官极其敏感，当它们进入感觉器官后会对人和其他生物造成不良影响。人一生都暴露在有噪声的环境中。噪声也可看成是一种环境污染物，一种由人类各种活动产生的废物。5.1噪声及危害噪声的特点：１噪声污染是局部的、多发性的、一般不会影响到很大的区域；２噪声污染属于物理性污染，没有污染物和后效作用；３与其它污染相比，噪声的再利用问题很难解决；４“不需要的声音”是很主观的，被某人认为是噪声的声音，却可能被另外一人喜爱。5.1噪声及危害二环境噪声的来源：（一）交通噪声汽车、拖拉机、摩托、飞机、火车等交通工具在行驶中产生的噪声，其对环境冲击最强。5.1噪声及危害

（二）工业噪声工业企业在生产活动中使用固定生产设备或辅助设备所产生的噪声污染。对工人的直接危害对附近居民的影响5.1噪声及危害（三）建筑施工噪声各种建筑机械工作时产生的噪声，对居民区人们的生活和心理损害很大。5.1噪声及危害（四）社会生活噪声

商业、娱乐歌舞厅、体育及游行和庆祝活动，繁华街道上人群的喧哗，以及家用电器引起的噪声。5.1噪声及危害三噪声污染的危害：（一）对人体生理的影响

噪声对听力的影响

听觉疲劳：暂时性听力阈移

噪声性耳聋：永久性听力阈移

暴震性耳聋：突然发生巨大声响(140-160dB)引起的听觉器官急性损伤5.1噪声及危害与噪声性听力损失有关的因素：噪声的强度；频率；接触时间。听力情况正常基本正常轻度耳聋中度耳聋重度耳聋听力损失dB(A)1515-2525-4040-65>655.1噪声及危害

噪声可以诱发其它疾病心脏病消化系统方面的疾病神经系统方面的疾病伤害视觉功能对血液成分造成影响对儿童的智力发育造成影响5.1噪声及危害（二）对人体心理的影响

首先会引起睡眠不好，注意力不能集中，记忆力下降等心理症状。然后导致心情烦乱，情绪不稳，忍耐性降低，脾气暴躁。最后产生高血压、溃疡、糖尿病等一系列疾病。心理学上将这种病症称为心身疾病，意指由心理因素引起的身体上的疾病。5.1噪声及危害（三）对生产生活的影响降低通信效率损坏建筑物干扰自动化机械设备和仪器掩蔽效应使生活中更易发生事故5.2噪声的量度与标准声源：物体的振动是产生声音的根源。声波：这种向前推进着的空气振动称为声波。声场：有声波传播的空间叫声场。声音传播的实质：是指物体振动形式的传播。5.2噪声的量度与标准一噪声的客观量度

从单纯的物理学角度描述噪声，叫噪声的客观量度，一般用声压、声强和声功率等物理量来表示。(一)声压和声压级

（5-1）静态压强5.2噪声的量度与标准5.2噪声的量度与标准1.

瞬时声压：某一瞬间的声压。2.

声压单位：Pa，即N/m2。3.

有效声压(Pe)：在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值即得有效声压。（5-2）

5.2噪声的量度与标准声音种类声压(Pa)声音种类声压(Pa)正常人耳能听到最弱声2×10-5织布车间2普通说话声(1m远处)2×10-2柴油发动机球磨机20公共汽车内0.2喷气飞机起飞200日常生活中声音的声压数据5.2噪声的量度与标准4.

声压级Lp:

该声音的声压与基准声压（听阈声压）的比值取以10为底的对数再乘20，即：

（5-3）基准声压P0=2×10-5Pa声压级单位：分贝(dB)听阈声压级为0dB，痛阈声压级为120dB5.2噪声的量度与标准(二)声强和声强级

声强I:在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的声能量称为声音的强度，简称声强。声强与有效声压的关系为：

·

声强单位是W/m2

·

为介质密度,kg/m3

·

c

为介质中声速,m/s（5-4）5.2噪声的量度与标准

声强级LI:某声音的声强与基准声强(听阈声强)的比值取以10为底的对数再乘10，即：

（5-5）基准声强I0=10-12W/m2声强级单位：分贝(dB)听阈声强级为0dB，痛阈声强级为120dB空气中同一列波的声压级和声强级数值上几乎相等5.2噪声的量度与标准(三)声功率和声功率级

声功率

W：声源在单位时间内辐射的总能量为声功率。(5-6)声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理量声功率可用于鉴定各种声源球面辐射时波阵面面积5.2噪声的量度与标准

声功率级Lw：（5-7）基准声功率W0=10-12W声功率级单位：分贝(dB)5.2噪声的量度与标准(四)声级运算两列及以上列噪声的叠加要依据能量叠加法则进行声级的运算。1.

级的相加当n个噪声源互不干涉时，合成的总声(压)级为：

（5-8）5.2噪声的量度与标准两列相等声压级噪声的合成声场声压级仅增加3dB两列噪声声压级相差10dB以上，则其合成声场声压级等于数值高的那列噪声声压级2.

级的相减（5-9）

仪器测的噪声声源真实噪声背景噪声5.2噪声的量度与标准3.

级的平均N个声源在某处所产生的声级平均值对同一声源进行n次采样后计算其连续等效声级Leg

(5-10)5.2噪声的量度与标准二噪声的主观评价噪声评价量的建立原则：不同频率的声音对人的影响不同；噪声出现的时间不同对人的影响不同；同样的声音对不同心理和生理特征的人群反应不同。5.2噪声的量度与标准

(一)响度级

声音响亮的程度是由声压级和频率一起决定的。

当某一频率的纯音与1000Hz的纯音听起来同样响时，这时1000Hz纯音的声压级就定义为该声音的响度级LN，单位为方（phon）。等响曲线：对各个频率的声音作试听比较，得到达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线，通常称为等响曲线。5.2噪声的量度与标准

人耳等响曲线

5.2噪声的量度与标准(二)A声级

噪声卫生标准中普遍采用A计权声级，这是一种主观评价。

使接受到的噪声在低频有较大的衰减，而高频不衰减，甚至稍有放大，这样测得的声级叫A声级，记作dB(A)。5.2噪声的量度与标准三公共噪声的评价量（一）等效连续A(计权)声级LAeq

在声场内的某点上，将一段时间内起伏变化或不连续的A声级变化用能量时间平均的方法加以描述，则称为这段时间内的等效连续A(计权)声级，简称等效A声级，单位dB(A)。

(5-11)5.2噪声的量度与标准若采用同样的采样时间，则等效连续A声级为：

(5-12)5.2噪声的量度与标准（二）昼夜等效噪声级Ldn

昼夜等效声级是对昼夜噪声能量加权平均而得到的。由于人们在夜间对声音比较敏感，所以夜间测得的所有声级都要加上10dB(A)作补偿。(5-13)

:昼间(07:00-22:00)测得的噪声能量平均A声级:夜间(22:00-07:00)测得的噪声能量平均A声级5.2噪声的量度与标准（三）噪声污染级LNP噪声污染级也是用以评价噪声对人的烦恼程度的一种评价量，它既包含了对噪声能量的评价，同时也包含了噪声涨落的影响。

(5-14)σ为规定时间内噪声瞬时声级的标准偏差，dB(A)为算术平均声级，dB(A)Li为第i次声级，dB(A)K为常数，一般取2.565.2噪声的量度与标准

（四）单次事件噪声暴露级LAE对于由单个噪声所构成的噪声环境，可采用单次事件噪声暴露级来描述其污染程度。用一个在1秒内的声音与这个单次事件噪声能量相等的平均A声级来描述：5.2噪声的量度与标准

四环境噪声标准和法规(一)《中华人民共和国环境噪声污染防治法》

1996年10月第八届全国人民代表大会通过立法目的：保护和改善人们的生活环境，保障人体健康，促进经济和社会的发展；规定环境噪声及环境噪声污染含义；为制定各类噪声标准提供基础。5.2噪声的量度与标准内容：第一章总则第二章环境噪声污染防治的监督管理第三章工业噪声污染防治第四章建筑施工噪声污染防治第五章交通运输噪声污染防治第六章社会生活噪声污染防治第七章法律责任强调：“三同时”5.2噪声的量度与标准

(二)噪声标准

1.产品噪声标准

机电产品噪声限值标准

交通工具噪声标准汽车定置噪声：汽车不行驶，发动机处于空载运转状态时产生的噪声，反映了车辆的排气噪声和发动机噪声。参照ISO标准5.2噪声的量度与标准各类车辆定置噪声A声级限值(dB)车辆类型燃料种类1998年1月1日前出厂1998年1月1日后出厂轿车汽油8785微型客车、货车汽油9088轻型客车、货车、越野车汽油n<4300r/min汽油n>4300r/min柴油9497100929598中、大型客车、货车汽油柴油9710395101大型货车额定功率<147kW额定功率>147kW101105991035.2噪声的量度与标准地铁电动车组司机室和客室内允许的噪声级(dB)地点等级地面线路测量地下线路测量司机室二级三级77888790客室一级二级三级7679828689925.2噪声的量度与标准

2.噪声排放标准各类厂界噪声标准Ⅰ类标准适用于以居住、文教机关为主的区域；Ⅱ类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区；Ⅲ类标准适用于工业区；Ⅳ类标准适用于交通干线两侧的区域。等级昼间夜间Ⅰ5545Ⅱ6050Ⅲ6555Ⅳ70555.2噪声的量度与标准不同施工阶段作业的厂界噪声限值（LAeq)施工阶段主要噪声源昼间噪声限值夜间噪声限值土石方推土机、挖掘机、装载机7555打桩各种打桩机85禁止施工结构混凝土搅拌机、振捣棒、电锯等7055装修吊车、升降机65555.2噪声的量度与标准

3.环境质量标准机场周围噪声标准值及适用区域

适用区域标准值(dB)一类区域≤70二类区域≤75注：一类区域：特殊区域居住区；居住、文教区二类区域：除一类以外的生活区5.2噪声的量度与标准序号地点类别噪声限值1生产车间及作业场所（工人每天连续接触噪声8h）902高噪声车间设置的值班室、无电话通话要求时观察室、休息室有电话通话要求时75703精密装配线、精密加工车间的工作地点、计算机房704车间所属办公室、设计室（室内背景噪声级）705主控制室、集中控制室、通讯室、电话总机室、消防值班室（室内背景噪声级）606厂部所属办公室、会议室、设计室、中心实验室（包括试验、化验、计量室）（室内背景噪声级）607医务室、教室、哺乳室、托儿所、工人值班室（室内背景噪声级）55工业企业厂区内各类地点的噪声标准（LAeq）5.2噪声的量度与标准类型房间功能或要求特级一级二级三级医院病房、休息室门诊室手术室测听室--------405545254555452550605030住宅卧室、书房起居室----404545505050学校有特殊安静要求一般教室无特殊安静要求------40------50------50旅馆客房会议室餐厅、宴会厅3540504045554550605550--我国民用建筑室内允许噪声级（LA）5.3噪声控制方法

一噪声控制的一般原理声源传播途径接受者抑制噪声源控制传播途径保护接受者5.3噪声控制方法（一）噪声源的控制

控制声源是控制噪声最有效、最根本的途径：合理选择材料和改进机械设计改进工艺和操作方法降低噪声减少激振力来降低噪声提高运动零部件间的接触性能5.3噪声控制方法

（二）传播途径的控制若因经济或技术原因难以从声源上实施控制时，就要从噪声传播途径上加以控制。合理布局，闹静分开利用噪声随距离衰减的规律利用地形、地物或绿化等屏障降低噪声利用声源的指向性降低噪声采取声学控制手段噪声传播5.3噪声控制方法（三）接受者的防护对人的防护：听觉和头部：耳塞、耳罩防声头盔等胸部的防护：防护衣对于机器的防护：隔声间、隔振台5.3噪声控制方法

二常用噪声控制措施措施降噪原理应用范围减噪效果吸声利用吸声材料或结构，降低厂房、室内反射声，如悬挂吸声体等。车间内噪声设备多且分散4-10分贝隔声利用隔声结构，将噪声源和接受点隔开，如隔声罩、隔声间和隔声屏车间工人多，噪声设备少，用隔声罩；反之，用隔声间10-40分贝消声器利用阻性、抗性、小孔喷注和多孔扩散等原理，削减气流噪声气动设备的空气动力性噪声，各类放空排气15-40分贝隔振减振将具有振动的设备与地板的接触改为弹性接触，隔绝固体声传播；利用内摩擦，减少振动设备振动厉害，固体声传播远；机械设备外壳、管道振动噪声严重5-25分贝5.3噪声控制方法（一）吸声技术

吸声：

声波通过媒质或入射到媒质分界面上时声能的减少过程，称为吸声或声吸收。材料吸声：

当媒质的分界面为材料表面时，部分声能被吸收的现象，称为材料吸声。吸声材料：有较大吸声能力(平均吸声系数α>0.2)的材料5.3噪声控制方法吸声材料多孔性材料共振吸声结构特殊吸声结构纤维状颗粒状泡沫状穿孔板共振吸声结构单个共振器空间吸声体吸声尖劈5.3噪声控制方法

1.

多孔吸声材料

原理：摩擦阻力粘滞性热传导效应

特性：材料的孔隙率要高，一般在70%以上；孔隙应该尽可能细小，且均匀分布；微孔应该是相互贯通，而不是封闭的；微孔要向外敞开，使声波易于进入微孔内部。5.3噪声控制方法常用材料：无机纤维（如玻璃棉、岩棉等）有机纤维（如植物纤维、木质纤维等）泡沫材料（如泡沫塑料、泡沫混凝土等）吸声建筑材料（如微孔吸声砖等）5.3噪声控制方法影响因素：材料的厚度材料的密度或孔隙率材料层与刚性面间的空气层厚度护面层、装饰面的影响温度、湿度的影响5.3噪声控制方法2.

共振吸声结构(针对中、低频噪声的控制）

材料特征：表面穿孔的薄膜或薄板吸声机理：应用共振原理声音与薄板（薄膜）固有频率产生共振声音与板后空腔气室空气产生共振特点：低频吸收性能好；强度足够、装饰性强；声学性能易于控制。5.3噪声控制方法1）薄板共振吸声结构

吸声频带：80-300Hz

吸声系数：0.2-0.5

薄板厚度：3-6mm空气层厚度：3-10mm

系统共振频率(Hz)：

m：薄板面密度,Kg/m2d:空腔厚度，cm5.3噪声控制方法2）穿孔板共振吸声结构穿孔率P：穿孔面积/总面积，一般为1%-10%

吸声频带：低中频噪声

吸声系数：0.4-0.7

薄板厚度：1.5-10mm孔径：2-15mm系统共振频率(Hz)：5.3噪声控制方法

3）微穿孔板吸声结构由板厚和孔径均在1mm以下、穿孔率为1%-3%的金属板和空腔组成的复合结构。特点：吸声频带较宽；可用于高温、潮湿、腐蚀性气体或高速气流等其它吸声材料不适合的环境中；结构简单，设计理论成熟，吸声结构的理论计算与实测值接近。5.3噪声控制方法3.

特殊吸声结构1）空间吸声体由框架、吸声材料和护面结构做成具有各种形状的单元体。

特点：悬空悬挂，吸声性能好；节约吸声材料；便于安装，装拆灵活。5.3噪声控制方法5.3噪声控制方法2）吸声尖劈

一种楔形的空间吸声体，它的吸声性能十分优良，常用于消声室的建设。5.3噪声控制方法4.

吸声降噪措施应用原则：房间内壁面吸声系数小时，宜作吸声处理；空间面积较大时，宜用空间吸声体或平顶吸声处理；噪声源多且分散的空间宜作吸声和隔声结合处理；对于湿度较高的环境，或有清洁要求的吸声设计，可采用薄膜覆面的多孔材料或单、双层微穿孔板共振吸声结构；进行吸声处理时，应满足防火、防潮、防腐、防尘等要求并兼顾通风、采光、照明及装修要求。5.3噪声控制方法（二）隔声技术

利用墙体、各种板材及构件作为屏蔽物或利用围护结构把噪声控